(57)【要約】【課題】停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができるキャリッジ上下機構を提供する。【解決手段】キャリッジ上下機構９は、ディスクブレーキ１２によってキャリッジ４の上下方向の移動を制動する。これにより、例えばモータによって停止状態を保持する場合に比べて、慣性力による停止位置のずれを減少させることができると共に自重による停止位置保持の安定性を確保でき、キャリッジ４の停止位置精度の向上を図ることができる。従って、停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドユニットを保持するキャリッジを上下方向に移動させるキャリッジ上下機構であって、
前記キャリッジを上下方向に移動させてメディアと前記ヘッドユニットとの間隔を調整する上下移動手段と、
前記上下移動手段による前記キャリッジの移動を制動する制動手段と、
を備えることを特徴とするキャリッジ上下機構。
【請求項２】
前記制動手段は、前記上下移動手段が前記キャリッジを上下方向に移動させる際に前記キャリッジの制動を解除し、前記上下移動手段が前記キャリッジを上下方向に移動させない際に前記キャリッジの制動を行うことを特徴とする請求項１記載のキャリッジ上下機構。
【請求項３】
前記上下移動手段は、
前記キャリッジを上下方向に移動可能に保持するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構を駆動する駆動手段と、
を有し、
前記制動手段は、前記駆動手段に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のキャリッジ上下機構。
【請求項４】
前記駆動手段は、ステッピングモータであり、
前記制動手段は、ディスクブレーキであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のキャリッジ上下機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリッジ上下機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のキャリッジとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のキャリッジは、インクジェットプリンタに設けられ、主走査方向及び印刷面の垂直方向に移動可能とされている。キャリッジの垂直方向への移動は、プリントヘッドと印刷面との間において印刷対象である紙の紙詰まりが発生し、しわになった紙にプリントヘッドが押し上げられることにより生じる。そして、特許文献１に記載のキャリッジでは、紙がプリントヘッドに当接してプリントヘッドが垂直方向に移動した場合に、主走査方向への移動を停止することで、紙詰まりによるプリントヘッドの損傷等を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３７０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、インクジェットにより画像印刷されるメディアが多様化している。特に、大型のプリンタによるメディアへの直接印刷（ダイレクトプリント）が望まれるメディアにあっては、その厚さがまちまちであり、厚さの範囲が例えば数ｍｍ〜数十ｍｍと幅広い。そこで、インクジェットプリンタでは、上記のようなニーズに応えるために、メディアとインクジェットヘッドとの間隔（以下、ヘッドギャップ）を調整する必要がある。
【０００５】
そこで、ヘッドギャップを調整するために、モータ等によりメディアが載置されるステージを上下方向に移動させることも考えられるが、特にフラットベッド型のような大型のプリンタにあっては、構造的にもコスト的にも好ましくない。そのため、ヘッドギャップを調整するためには、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジをモータ等により上下方向に移動させることが現実的である。
【０００６】
しかしながら、大型のプリンタに搭載されるキャリッジは、相当の重量があるため、慣性力による停止位置のずれや自重による停止位置の保持が不安定になるおそれがある。ヘッドギャップは、画像印刷の品質に影響を与えるためその調整がシビアなものであり、印刷中において一定に保たれる必要がある。しかし、従来は、大型プリンタにおけるキャリッジの自重については考慮されていなく、上記のような課題が検討されていない。
【０００７】
本発明は、上記課題解決のためになされたものであり、停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができるキャリッジ上下機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題解決のため、本発明に係るキャリッジ上下機構は、ヘッドユニットを保持するキャリッジを上下方向に移動させるキャリッジ上下機構であって、キャリッジを上下方向に移動させてメディアとヘッドユニットとの間隔を調整する上下移動手段と、上下移動手段によるキャリッジの移動を制動する制動手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このキャリッジ上下機構は、メディアとヘッドユニットとの間隔を調整するために、キャリッジを上下方向に移動させる上下移動手段を備えている。これにより、任意のヘッドギャップとなるようにヘッドユニットの高さを自在に調整でき、様々な厚さのメディアに対応することが可能となる。ここで、上下移動手段によるキャリッジの移動は、制動手段によって制動される。これにより、例えばモータ等によって停止状態を保持する場合に比べて、慣性力による停止位置のずれを減少させることができると共に停止位置保持の安定性を確保でき、キャリッジの停止位置精度の向上を図ることができる。従って、例えばプリンタの大型化に伴いキャリッジの重量が増加した場合であっても、所定位置において確実にキャリッジの停止状態を保持することができ、印刷中におけるヘッドギャップを所定の位置において一定に保つことができる。このように、本発明に係るキャリッジ上下機構では、停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができる。
【００１０】
また、制動手段は、上下移動手段がキャリッジを上下方向に移動させる際にキャリッジの制動を解除し、上下移動手段がキャリッジを上下方向に移動させない際にキャリッジの制動を行うことが好ましい。この構成によれば、上下移動手段が動作しなくとも制動手段によってキャリッジの停止状態が確実に保持される。従って、例えば上下移動手段として電力供給を要するものを用いた場合、キャリッジの停止時には上下移動手段に電力を供給する必要がないので、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００１１】
また、上下移動手段は、キャリッジを上下方向に移動可能に保持するボールねじ機構と、ボールねじ機構を駆動する駆動手段と、を有し、制動手段は、駆動手段に隣接して設けられていることが好ましい。ボールねじ機構におけるねじ軸は、回転変位によりねじれが生じ、このねじ軸のねじれは、ねじり振動の原因となる。そこで、制動手段を駆動手段に隣接して配設することにより、ねじ軸のねじれに起因する振動の影響を受けにくくできるので、キャリッジ停止状態を確実に保持してヘッドギャップの調整精度の向上を更に図ることができる。
【００１２】
また、駆動手段は、ステッピングモータであり、制動手段は、ディスクブレーキであることが好ましい。このように、ステッピングモータを用いることにより、キャリッジを段階的ではなく連続的に移動させることができるので、ヘッドギャップの調整を正確に行うことができる。また、ディスクブレーキを用いることにより、他のブレーキ機構に比べて小型化を図ることができ、例えばプリンタの印刷ユニット内といった狭い空間でも配設することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャリッジ上下機構が搭載されたインクジェットプリンタの外観を示す斜視図である。
【図２】キャリッジが搭載された印刷ユニットの内部を示す正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】キャリッジ上下機構の機能的な構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るキャリッジ上下機構の実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一の符号を付する。
【００１６】
本発明に係るキャリッジ上下機構は、インクジェットプリンタに搭載されている。そこで、まずキャリッジ上下機構が搭載されるインクジェットプリンタについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るキャリッジ上下機構が搭載されたインクジェットプリンタの外観を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェットプリンタ１は、フラットベッド型インクジェットプリンタであり、印刷対象のメディア（図示しない）が載置されるステージ部２と、インク液滴を吐出するインクジェットヘッド７（図２参照）が搭載された印刷ユニット３とを備えている。
【００１７】
このようなインクジェットプリンタ１において、キャリッジ４は、印刷ユニット３において主走査方向及び上下方向に移動可能に設けられており、インクを吐出するインクジェットヘッド７が搭載されている。そして、インクジェットプリンタ１では、キャリッジ４を主走査方向に往復移動させてインクジェットヘッド７からインクを吐出させると共に、印刷ユニット３を副走査方向に移動させることで、ステージ部２に載置されたメディアに画像等が印刷される。
【００１８】
次に、キャリッジ４について説明する。図２は、キャリッジ４が搭載された印刷ユニット３の内部を示す正面図である。同図に示すように、キャリッジ４は、正面部５と、一対の側面部６ａ，６ｂとから構成されている。正面部５及び側面部６ａ，６ｂは、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から成る板状の部材であり、正面部５の両端部には、側面部６ａ，６ｂの一端部（後端部）がそれぞれ接合されている。そして、側面部６ａ，６ｂの下部には、インクジェットヘッド７を保持するヘッド保持部８が取り付けられている。このような構成により、キャリッジ４は、インクジェットヘッド７を搭載している。インクジェットヘッド７は、主走査方向に沿って複数（本実施形態では８つ）配設されている。なお、図示しないが、キャリッジ４には、その他様々な装置や部品が取り付けられている。
【００１９】
続いて、キャリッジ４を上下方向に移動させるキャリッジ上下機構について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、図２の側面図である。図２及び図３に示すように、キャリッジ上下機構９は、ステッピングモータ１０と、ボールねじ機構１１と、ディスクブレーキ１２とを含んで構成されている。ボールねじ機構１１は、ねじ軸１１ａと、ナット１１ｂとから構成されている。
【００２０】
ステッピングモータ１０は、ボールねじ機構１１を駆動させるための駆動手段である。ステッピングモータ１０は、板状のフレーム１３の上端側に固定部材１４を介して固定されている。フレーム１３は、印刷ユニット３において主走査方向に沿って配設されたガイドレール１５に取り付けられており、主走査方向に往復動自在とされている。ステッピングモータ１０のシャフト１０ａには、ねじ軸１１ａの一端が連結部材（カップリング）１６によって連結されている。このねじ軸１１ａは、ステッピングモータ１０の回転に連動する回転軸部材であり、支持部材１７ａ，１７ｂによりフレーム１３に対して回動可能に設けられている。
【００２１】
ねじ軸１１ａには、ナット１１ｂが螺合されている。ナット１１ｂは、ねじ軸１１ａの回転によって内部に設けられたボール（図示しない）が回転し、このボールの回転によりねじ軸１１ａの軸線方向に沿って移動する。このナット１１ｂには、正面部５の背面側の略中央部分に固定されると共に、キャリッジ上下機構９側に突出する断面Ｌ字状の連結部材１８が連接されている。このような構成により、キャリッジ４は、ステッピングモータ１０の駆動に連動するねじ軸１１ａの回転に応じてナット１１ｂが移動することにより、上下方向に移動可能とされている。
【００２２】
なお、図３には説明の便宜上図示していないが、図２に示すように、フレーム１３には、ねじ軸１１ａを挟むように一対のガイドレール１９ａ，１９ｂが設けられている。このガイドレール１９ａ，１９ｂは、ねじ軸１１ａの軸線方向に沿って配設されている。これにより、キャリッジ４は、上下方向移動時において振動やぶれ等の影響を受けることなく、上下方向に移動可能となっている。
【００２３】
ディスクブレーキ１２は、キャリッジ４の上下方向の移動を制動する制動手段である。ディスクブレーキ１２は、ステッピングモータ１０に隣接して配置されている。具体的には、ディスクブレーキ１２は、その上端部が固定部材１４の下面に取り付けられることにより、フレーム１３に固定されている。ディスクブレーキ１２は、ねじ軸１１ａと同期して回転するディスク、一対の把持パット、付勢手段及び電磁石（いずれも図示しない）を含んで構成されている。
【００２４】
ディスクブレーキ１２は、キャリッジ４の移動を制動する場合には、付勢手段によって把持パットを押圧し、この把持パットがディスクを挟み込むことによりねじ軸１１ａの回転を制動する。また、ディスクブレーキ１２は、制動を解除する場合には、電磁石によって把持パットを引き付けることで付勢手段による把持パットの押圧を解除し、ディスクを開放することでねじ軸１１ａの回転を開放する。つまり、ディスクブレーキ１２は、通電時、すなわち電磁石が励磁される場合には開放動作を実施し、非通電時、すなわち電磁石が励磁されない場合には制動動作を実施する。
【００２５】
続いて、キャリッジ上下機構９の機能的な構成について説明する。図４は、キャリッジ上下機構９の機能的な構成を示したブロック図である。同図に示すように、キャリッジ上下機構９が搭載されるインクジェットプリンタ１は、コントロールパネル２０と、制御部２１とを備えている。
【００２６】
コントロールパネル２０は、作業者から入力を受け付ける部分である。図１に示すように、コントロールパネル２０は、例えば印刷ユニット３に配置されており、操作ボタンや液晶を有している。コントロールパネル２０では、キャリッジ４の高さ（ヘッドギャップ）を指定する数値、又はアップ・ダウンキーによる高さの設定等といった入力を受け付ける。コントロールパネル２０は、作業者から受け付けた入力に応じた信号を制御部２１に出力する。なお、コントロールパネル２０は、上記操作の他に、インクジェットプリンタ１のメンテナンス等の操作に関する入力も受け付ける。
【００２７】
制御部２１は、ステッピングモータ１０及びディスクブレーキ１２の動作を制御する部分である。制御部２１は、例えば励磁回路や駆動回路等によって構成されており、コントロールパネル２０から出力される信号やセンサ（図示しない）から出力される信号に基づいて、ステッピングモータ１０及びディスクブレーキ１２の動作を制御する。具体的には、制御部２１は、コントロールパネル２０やセンサから信号を受け取ると、その信号に応じてステッピングモータ１０及びディスクブレーキ１２への電流の供給を制御する。
【００２８】
例えば、制御部２１は、キャリッジ４を上方向に移動させる旨を示す信号をコントロールパネル２０から受け取ると、ステッピングモータ１０にその信号に応じた電流の供給を行うと共に、その電流に応じた電流、つまりステッピングモータ１０が駆動しているときに開放動作を実施するための電流をディスクブレーキ１２に供給する。これにより、ステッピングモータ１０が回転すると共に、ディスクブレーキ１２による制動が解除される。なお、制御部２１は、その他装置の制御を行う機能を更に有している。
【００２９】
以上説明したように、キャリッジ上下機構９は、メディアとインクジェットヘッド７との間隔を調整するために、キャリッジ４を上下方向に移動させるステッピングモータ１０及びボールねじ機構１１を備えている。これにより、任意のヘッドギャップとなるようにインクジェットヘッド７の高さを自在に調整でき、様々な厚さのメディアに対応することが可能となる。ここで、キャリッジ４の上下方向の移動が行われない場合には、ディスクブレーキ１２によって移動が制動される。これにより、例えばモータによって停止状態を保持する場合に比べて、慣性力による停止位置のずれを減少させることができると共に自重による停止位置保持の安定性を確保でき、キャリッジ４の停止位置精度の向上を図ることができる。従って、例えばプリンタの大型化に伴いキャリッジ４の重量が増加した場合であっても、所定位置において確実にキャリッジ４の停止状態を保持することができ、印刷中におけるヘッドギャップを所定の位置において一定に保つことができる。
【００３０】
このように、本発明に係るキャリッジ上下機構９では、停止位置精度を向上させ、且つ所定位置において確実に停止状態を保持してヘッドギャップの調整精度を向上させることができる。これにより、印刷画像の品質を確保することができる。
【００３１】
ここで、例えばモータによりキャリッジ４の停止状態を保持する場合にあっては、自己保持トルクの低下によりヘッドギャップに変動が生じるおそれがある。これに対し、キャリッジ４の停止状態をディスクブレーキ１２によって保持するので、ヘッドギャップの変動を確実に防止することができる。
【００３２】
また、ディスクブレーキ１２を非通電時に動作させるので、キャリッジ４を上下方向に移動させないときは、ステッピングモータ１０やディスクブレーキ１２に電流を供給（励磁）する必要がない。従って、キャリッジ４の停止状態をモータ等によって保持する場合に比べて、ランニングコストの低減を図ることができる。また、例えばインクジェットプリンタ１の電源が突然切れた場合であっても、ディスクブレーキ１２が作動してキャリッジ４の落下を防止することができる。
【００３３】
また、ディスクブレーキ１２は、ステッピングモータ１０に隣接して設けられている。ボールねじ機構１１におけるねじ軸１１ａは、回転変位によりねじれが生じ、このねじ軸１１ａのねじれは、ねじり振動の原因となる。そこで、ディスクブレーキ１２をステッピングモータ１０に隣接して配設することにより、ねじ軸１１ａのねじれに起因する振動の影響を受けにくいので、ヘッド保持部５を所定位置において確実に停止保持させることができる。
【００３４】
また、駆動手段としてステッピングモータ１０を用いているので、キャリッジを段階的ではなく連続的に移動させることができ、ヘッドギャップの調整を正確に行うことができる。また、制動手段としてディスクブレーキ１２を用いているので、他のブレーキ機構に比べて小型化を図ることができ、インクジェットプリンタ１の印刷ユニット３内といったスペースが限られている場所でも配設することができる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、キャリッジ上下機構９がインクジェットプリンタ１に搭載されている様態を示したが、キャリッジ４は例えばプロッタ等に搭載されてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、駆動手段としてステッピングモータ１０を用いているが、例えばサーボモータ等の他のモータや人力によるものであってもよい。また、制動手段としてディスクブレーキ１２を用いているが、その他のブレーキ機構であってもよい。要は、キャリッジ４の上下方向の移動を規制する機構であればよい。
【符号の説明】
【００３７】
４…キャリッジ、７…インクジェットヘッド（ヘッドユニット）、９…キャリッジ上下機構、１０…ステッピングモータ（上下移動手段、駆動手段）、１１…ボールねじ機構（上下移動手段）、１１ａ…ねじ軸（ボールねじ機構）、１１ｂ…ナット（ボールねじ機構）、１２…ディスクブレーキ（制動手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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